[实用新型]一种角动量守恒定律教学仪器

说明书

本实用新型属于教学仪器技术领域，具体的讲，涉及一种角动量守恒定律教学仪器，包括底板，所述底板上设有轴承座，所述轴承座中设有转轴，所述转轴的中部设有圆盘，所述圆盘的左右两端分别铰接有旋转装置，所述转轴的中部与支架转动连接，所述支架与立架固定连接，所述立架与底板固定连接，所述转轴的顶部设有第一置物板，所述第一置物板上设有收线装置，所述收线装置通过缠绕线与旋转装置连接，所述转轴的下部与第一锥齿轮固定连接。本实用新型可以方便的进行角动量守恒定律的教学演示。

技术领域

本实用新型属于教学仪器技术领域，尤其涉及一种角动量守恒定律教学仪器。

背景技术

物理学的普遍定律之一。反映质点和质点系围绕一点或一轴运动的普遍规律。如果合外力矩零(即M外＝0),则L1＝L2，即L＝常矢量。这就是说,对一固定点o,质点所受的合外力矩为零,则此质点的角动量矢量保持不变。这一结论叫做质点角动量守恒定律。

现有的角动量守恒定律教学仪器存在着诸多不便，首先现有的角动量守恒定律教学仪器大多都是手持式，转轴无法保持竖直状态；其次现有的角动量教学仪器没有专门的驱动装置，需要人用手驱动，驱动之后无法及时的显示此时的角速度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种角动量守恒定律教学仪器，旨在至少解决现有技术中存在的转轴无法保持竖直状态、仪器没有专门的驱动装置的问题。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种角动量守恒定律教学仪器，包括底板，所述底板上设有轴承座，所述轴承座中设有转轴，所述转轴的中部设有圆盘，所述圆盘的左右两端分别铰接有旋转装置，所述转轴的中部与支架转动连接，所述支架与立架固定连接，所述立架与底板固定连接，所述转轴的顶部设有第一置物板，所述第一置物板上设有收线装置，所述收线装置通过缠绕线与旋转装置连接，所述转轴的下部与第一锥齿轮固定连接，所述转轴从上到下依次设有所述第一置物板、圆盘、支架和第一锥齿轮，所述底板上设有升降装置，所述升降装置上固定有驱动装置，所述驱动装置通过第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合，所述底板上设有测速装置，所述测速装置用于测量转轴的转速。转轴的底端固定在轴承座中，转轴的中部与支架转动连接，通过轴承座与支架保证转轴能沿竖直方向转动。

较优的，所述旋转装置包括转杆，所述转杆与圆盘铰接，所述转杆的两端侧面设有滑槽，滑架通过滑块固定在滑槽上，所述滑架上设有微型电机，所述微型电机的电机轴上固定连接有齿轮，所述转杆上设有水平齿条，所述齿轮与齿条配合使用。采用转杆上安装滑架的方式可以方便的使得滑架以及固定在其上的微型电机沿着转杆移动，通过这种方式来改变转杆的转动惯量。

较优的，所述收线装置包括第一步进电机，所述第一步进电机固定在第一置物板的顶端，所述第一步进电机通过电机轴固定连接有绕线轴，所述绕线轴上缠绕有缠绕线。采用收线装置可以方便的改变转杆与圆盘之间的夹角，通过转杆与圆盘角度的改变来改变转杆的转动惯量。

较优的，所述升降装置包括气缸，所述气缸通过固定架固定连接在底板上，所述气缸的活塞杆顶端固定连接有所述第二置物板，所述第二置物板的上端固定连接有驱动装置。采用升降气缸作为升降装置可以方便的实现驱动装置与第一锥齿轮的脱离，避免驱动装置在提供完动力之后对转速的影响。

较优的，所述驱动装置包括第二步进电机，所述第二步进电机通过转轴二与第二锥齿轮固定连接。采用第二步进电机可以避免人手动为转轴提供动力时的繁琐与不便。

较优的，所述测速装置包括立杆，所述立杆的上端设有上支板和下支板，所述上支板和下支板上分别设有红外线接收装置和红外线发射装置，所述第一锥齿轮上设有通孔，所述通孔与红外线接收装置和红外线发射装置配合使用，所述立杆的一侧设有显示装置。采用测速装置可以提高观察者对于转轴转速的判断，将转速变化与转动惯量的变化结合起来。